DE69124566T2

DE69124566T2 - Bildsignalkorrekturschaltungsanordnung zur Verwendung in einem Bilddatenverarbeitungsgerät

Info

Publication number: DE69124566T2
Application number: DE69124566T
Authority: DE
Inventors: Keiji Ishizuka
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-11-07
Filing date: 1991-11-06
Publication date: 1997-08-07
Anticipated expiration: 2011-11-07
Also published as: US5262873A; EP0484924A2; EP0484924A3; DE69130908D1; DE69130908T2; EP0484924B1; EP0687101B1; DE69124566D1; EP0687101A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Bildsignal- Korrekturschaltungsvorrichtung zur Verwendung bei einer Bilddatenverarbeitungsvorrichtung wie einer Kopiermaschine, einer Faksimilemaschine oder einem Videorecorder zur Korrektur von Bildsignalen.

Verwandter Stand der Technik

Zur naturgetreuen Wiedergabe von Vorlagenbildern wie Vorlagendokumente für eine Faksimilemaschine oder Objekte für einen Videorecorder sind verschiedene Arten von Datenverarbeitungsvorrichtungen jeweils mit einer Korrekturschaltungsvorrichtung versehen.
Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Korrekturschaltungsvorrichtung. Diese Korrekturschaltungsvorrichtung ist zur Korrektur eines weißen Bildsignals, beispielsweise zur Kompensation einer Schattierung entworfen. Bei dieser Einrichtung wird die Korrektur durch Multiplikation eines Ausgangssignals eines Analog/Digital-Wandlers 1 mit einem vorab in einem Festspeicher (ROM) 3 gespeicherten Korrekturfaktor durch eine Multiplikationseinrichtung bzw. einen Multiplizierer 2 durchgeführt.
Dunkelsignale wie Störungen mit einem festen Muster werden durch eine andere als die vorstehend beschriebene Korrekturschaltungsvorrichtung durchgeführt.
Fig. 2 zeigt eine derartige herkömmliche Korrekturschaltungsvorrichtung einer anderen Bauart. Bei dieser Korrekturschaltungsvorrichtung wird ein Dunkelsignal eines Bildsensors mittels einer Dunkelkammer oder dergleichen gemessen und vorab in einem Festspeicher 13 geschrieben. Ein Dunkelsignal in dem Ausgangssignal des Sensors wird durch Subtraktion des in dem Festspeicher 13 gespeicherten Dunkelsignals von dem durch einen Analog/Digital-Wandler erhaltenen Bildsignal mittels einer Subtraktionseinrichtung bzw. eines Subtahierers 4 kompensiert.
Eine ähnliche Korrekturschaltungsvorrichtung ist aus der US- A-4 499 547 bekannt, die eine Bildsignal-Korrekturschaltungsvorrichtung offenbart mit einer Analog/Digital-Wandlereinrichtung zur Umwandlung eines aus einer Bildleseeinrichtung ausgegebenen analogen Bildsignals in ein digitales Signal, einer Speichereinrichtung zur Speicherung von Korrekturdaten und einer Korrekturvorrichtung zur Korrektur eines Signals, die auf den in der Speichereinrichtung gespeicherten Korrekturdaten beruht.
Jedoch muß bei den vorstehend beschriebenen herkömmlichen Korrekturschaltungsvorrichtungen bzw. Korrekturvorrichtungen der Festspeicher (ROM) 3 oder 13 eine große Kapazität aufweisen, die die Speicherung von weißen oder schwarzen Korrekturdaten erlaubt, wobei die Größe des gesamten Systems somit vergrößert wird.
Bei der in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Korrekturvorrichtung müssen, wenn gewünscht ist, daß alle Datenbits aus dem Analog/Digital-Wandler 1 wirksam sind, sowohl der Multiplikator als auch der Multiplikand des Multiplizierers 2 eine Bitanzahl aufweisen, die größer als die des Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers 1 ist. Außerdem wird die Kapazität des Festspeichers 3 vergrößert. Folglich wird die Größe des gesamten Systems vergrößert, wobei ein Betrieb des System mit hoher Geschwindigkeit erschwert wird.
Bei der in Fig. 2 gezeigten herkömmlichen Korrekturvorrichtung sind, wenn eine Ausgabe von 6-Bit-Daten erwünscht ist, zumindest 8-Bit-Daten sowohl für den Analog/Digital-Wandler als auch für den Festspeicher 13 erforderlich. Folglich verschlechtern sich die Umwandlungsgenauigkeit und die Betriebsgeschwindigkeit des Analog/Digital-Wandlers 1 und die Kapazität des Festspeichers 13 wird vergrößert.
Außerdem können die vorab mittels einer Dunkelkammer oder dergleichen gemessenen Korrekturdaten nicht immer dem im tatsächlichen Betrieb erhaltenen Dunkelsignal entsprechen, wobei sich die Korrekturgenauigkeit somit verschlechtert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die erste Aufgabe zugrunde, eine kleine Bildsignal-Korrekturschaltungsvorrichtung zu schaffen, die den Aufbau eines einfachen Systems ermöglicht.
Der Erfindung liegt die zweite Aufgabe zugrunde, eine Bildsignal-Korrekturschaltungsvorrichtung zu schaffen, die weiße Bildsignale mit hoher Geschwindigkeit und einem hohen Genauigkeitsgrad korrigieren kann.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch eine Bildsignal- Korrekturschaltungsvorrichtung gelöst mit einer Analog/Digital-Wandlereinrichtung zur Umwandlung eines aus einer Bildleseeinrichtung ausgegebenen analogen Bildsignals in ein digitales Bildsignal, einer Speichereinrichtung zum Speichern von Korrekturdaten und Korrekturvorrichtungen zur Korrektur des Bildsignals auf der Grundlage der in der Speichereinrichtung gespeicherten Korrekturdaten, dadurch gekennzeichnet, daß Korrekturdaten-Erzeugungseinrichtungen zur Erzeugung einer Vielzahl von Differenzdaten vorgesehen sind, wobei jede Differenz aus zwei Bildelementen eines bei Verarbeitung eines Weißreferenzbildsignals erhaltenen digitalen Signals abgeleitet wird, wobei die zwei Bildelemente um zumindest ein einzelnes Bildelement voneinander beabstandet sind, die Differenzdaten in der Speichereinrichtung als die Korrekturdaten gespeichert sind und die Korrekturvorrichtungen das Signal durch Veränderung eines in die Analog/Digital-Wandlereinrichtung eingegebenen Referenzsignals unter Verwendung entsprechender, in der Speichereinrichtung gespeicherter Korrekturdaten korrigieren.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von Beispielen und unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Vorrichtung zur Korrektur eines weißen Bildsignals,
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Vorrichtung zur Korrektur eines dunklen Bildsignals,
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Korrekturvorrichtung,
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Korrekturvorrichtung,
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Korrekturvorrichtung,
Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Korrektur eines Dunkelsignals,
Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild einer anderen Vorrichtung zur Korrektur eines Dunkelsignals,
Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Korrekturvorrichtung, und
Fig. 10 zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Bilddaten-Verarbeitungsvorrichtung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachstehend ist unter Bezug auf Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel beschrieben.
Die Schaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiele wird vorzugsweise zur Korrektur eines weißen Bildsignals verwendet.
Das Ausführungsbeispiel beruht auf der Entdeckung, daß die Unterschiede bei der Schattierung zwischen benachbarten Bildelementen eines Bildsensors weniger in Erscheinung treten, und ist auf eine Korrekturdaten-Komprimierung gerichtet, die durch Speicherung von nur der Differenz zwischen den benachbarten Bildelementen in einer Korrekturdaten-Speichereinrichtung erreicht wird.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Eine aus einer Faksimilevorrichtung übertragene Vorlage wird beispielsweise durch eine einen Bildsensor aufweisende Abtasteinrichtung 50 gelesen. Ein Analog/Digital-Wandler 101 als Wandlereinrichtung wandelt das Bildsignal aus der Abtasteinrichtung 50 in ein digitales Bildsignal um. Referenzspannungen Vd und Ve zur Bestimmung des Quantisierbereichs werden an Anschlüssen +Ref- und -Ref des Analog/Digital-Wandlers 101 angelegt. Außerdem verändert sich, wenn ein analoges Signal in den Analog/Digital-Wandler 101 aus einem Digital/Analog-Wandler 102 eingegeben wird, der Signalpegel an dem +Ref-Anschluß des Analog/Digital-Wandlers 101 im Ansprechen auf den Weißsignal-Korrekturpegel, wobei somit ein korrigiertes weißes Bildsignal aus dem Analog/Digital-Wandler 101 ausgeben wird. Eine als Verzögerungsschaltung dienende Verzögerungsschaltung 104 verzögert das digitale Bildsignal aus dem Analog/Digital-Wandler 101 um eine Zeitdauer, die zumindest einem einzelnen Bildelement der Abtasteinrichtung entspricht. Ein als Subtraktionseinrichtung dienender Subtrahierer 105 berechnet die Differenz zwischen dem digitalen Bildsignal aus dem Analog/Digital-Wandler 101 und dem Bildsignal aus der Verzögerungsschaltung 104. Die durch die Verzögerungsschaltung 104 und den Subtrahierer 105, die zusammen eine Korrekturdaten-Erzeugungseinrichtung bilden, erhaltene Differenz wird als Korrekturdaten in einem als Speichereinrichtung dienenden Speicher 103 gespeichert. Eine Weißsignal-Wiederherstellungsschaltung 106, die eine Additionseinrichtung aufweist und eine Korrekturvorrichtung bildet, stellt ein ursprüngliches Signal wieder her, aus dem die Differenz erhalten worden ist. Ein eine Korrekturvorrichtung bildender Digital/Analog-Wandler 102 wandelt das digitale Signal aus der Weißsignal-Wiederherstellungsschaltung 106 in ein analoges Signal um. Ein Schalter 107 wird zwischen einer Referenzspannungsquelle (Referenzspannung Vd) und dem Digital/Analog-Wandler 102 umgeschaltet.
Bei der in der vorstehend beschriebenen Weise angeordneten Korrekturvorrichtung wird ein Licht aus einer Lichtquelle durch ein bei der Abtasteinrichtung vorgesehene Weißreferenz reflektiert, wobei erreicht wird, daß das reflektierte Licht auf jedem Bildelement der Abtasteinrichtung auffällt. Das Ausgangssignal jedes Bildelements wird zum Erhalt von Daten quantisiert, die zur Erzeugung eines Weißkorrekturfaktors erforderlich sind.
Das aus der Abtasteinrichtung beim Lesen der Weißreferenz ausgegebene Bildsignal wird in den Analog/Digital-Wandler 101 eingegeben und dadurch in ein digitales Bildsignal umgewandelt. Gleichzeitig wird der Schalter 107 mit der Referenzspannungsquelle (Referenzspannung Vd) verbunden, damit das Bildelementsignal in einem Spannungsbereich zwischen den Referenzspannungen Vd und Ve quantisiert werden kann. Die Verzögerungsschaltung 104 verzögert das digitale Bildsignal aus dem Analog/Digital-Wandler 101 um beispielsweise ein Bildelement. Der Subtrahierer 105 erzeugt eine Differenz zwischen dem gegenwärtig aus dem Analog/Digital-Wandler 101 ausgegebenen Bildelementsignal und dem ein Bildelement zuvor aus dem Analog/Digital-Wandler 101 ausgegebenen Bildelementsignal. Somit kann das Ausgangssignal des Subtrahierers 105 ein binärer Versatzcode mit entweder einem positiven oder einem negativen Vorzeichen sein. Dieses Ausgangssignal des Subtrahierers 105 wird für jedes Bildelement einer einzelnen Zeile der Abtasteinrichtung in dem Speicher 103 gespeichert.
Wenn ein tatsächlicher Lesevorgang beginnt (beispielsweise, wenn eine Vorlage durch eine Faksimilevorrichtung übertragen wird), werden die Differenzdaten aus dem Speicher 103 an die Weißsignal-Wiederherstellungsschaltung 106 ausgelesen, wobei durch die Weißsignal-Wiederherstellungsschaltung 106 eine Addition der Differenzdaten zur Wiederherstellung des Vorlagensignals bzw. des ursprünglichen Signals durchgeführt wird, aus dem die Differenz erhalten worden ist. Somit muß, bevor die Subtraktion und die Addition bei dem Subtrahierer 105 und der Weißsignal-Wiederherstellungsschaltung 106 initiiert werden, die Referenz für sowohl die Subtraktion als auch die Addition gleich gemacht werden, da das ursprüngliche Signal, aus dem die Differenz erhalten worden ist, durch Durchführung der Subtraktion und Addition unter Verwendung derselben Referenz wiederhergestellt werden kann. Das durch die Weißsignal- Wiederherstellungsschaltung 106 wiederhergestellte digitale Signal wird durch den Digital/Analog-Wandler 102 in ein analoges Signal umgewandelt. Gleichzeitig wird, da der Schalter 107 mit dem Digital/Analog-Wandler 102 verbunden ist, das Signal aus dem Digital/Analog-Wandler 102 in den +Ref-Anschluß des Analog/Digital-Wandlers 101 eingegeben. Da sich der Signalpegel an dem +Ref-Anschluß entsprechend dem Weißsignal- Korrekturpegel verändert, gibt der Analog/Digital-Wandler 101 ein digitales Signal aus, an dem eine Weißkorrektur dürchgeführt worden ist.
Da die Abtasteinrichtung allgemein dadurch gekennzeichnet ist, daß die Weißsignale zwischen benachbarten Bildelementen oder in einem Bereich einer Vielzahl von Bildelementen ähnlich zueinander sind, beträgt die Differenz zwischen den benachbarten Bildelementen beispielsweise zwischen einem und einigen zehn Prozent der gesamten Skala. Deshalb ist der die Differenz darstellende Wert in bezug auf die Anzahl der Bits des Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers 101 klein, wobei die für den Speicher 103 erforderliche Bitanzahl verringert kann, was Kapazität des Speichers 103 einspart.
Außerdem wird der wiederhergestellte Weißsignal-Korrekturfaktor durch den Digital/Analog-Wandler in ein analoges Signal umgewandelt und das sich ergebende Signal in den +Ref- Anschluß des Analog/Digital-Wandlers eingegeben. Deshalb wird keine digitale Korrektur durchgeführt, wobei die Größe der festverdrahteten Schaltung verringert werden kann.
Außerdem kann, da der Korrekturfaktor nicht in einem Festspeicher gespeichert ist, dieser gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Gegensatz zu dem Fall einer herkömmlichen Korrekturvorrichtung im Laufe der Zeit geändert werden.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann in dem nachstehend beschriebenen Fall eine Weißsignalkorrektur nicht korrekt durchgeführt werden. Es sei angenommen, daß die Auflösung des in Fig. 3 gezeigten Analog/Digital-Wandlers 101 6 Bit beträgt, wobei, falls das Ausgangssignal des Analog/Digital- Wandlers 101 in dezimaler Schreibweise ausgedrückt wird, es in 64 Stufen von 0 bis 63 quantisiert wird. Deshalb beträgt, falls das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 104 "50" und das Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers 101 "55" betragen, das Ausgangssignal des Subtrahierers "+5". Falls das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 104 "50" und das Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers 101 "45" betragen, beträgt das Ausgangssignal des Subtrahierers "-5" (wobei das Vorzeichen der Ergebnisse der Berechnungen umgekehrt wird, wenn das Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers 101 von dem Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 104 abgezogen wird). Falls die Bitanzahl des Ausgangssignal des Subtrahierers 105 4 Bit beträgt, liegt das Ausgangssignal des Subtrahierers 105 zwischen -8 und +7. Das bedeutet, daß wenn die Ergebnisse des Subtrahierers den Bereich zwischen -8 und +7 überschreiten, eine Weißsignalkorrektur nicht korrekt durchgeführt werden kann.
Dementsprechend kann gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Bereich, in dem die Ergebnisse der Berechnung erhalten werden können, zumindest verdoppelt werden, indem die Genauigkeit des Subtrahierers 105 um die Hälfte oder mehr verringert wird.
Das heißt, daß gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel einer der nachstehend beschriebenen zwei Alternativen ausgeführt werden.
(1) Das Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers 101, das nicht ein (LSB) bis einige Bits auf der Seite mit der minimalen Auflösung enthält, wird in den Subtrahierer 105 eingegeben, wobei die Subtraktionsergebnisse in dem Speicher 103 gespeichert werden.
(2) Alle Bits des Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers 101 werden in den Subtrahierer 105 eingegeben. Jedoch werden die Bits des Subtraktionsergebnisses, die nicht ein oder einige Bits auf der LSB-Seite bzw. der Seite mit den niedrigstwertigen Bits sind, in dem Speicher 103 gespeichert.
Bei beiden der Verfahren (1) und (2) muß die Weißsignal-Wiederherstellungsschaltung 106 das ursprüngliche Signal entsprechend den Ergebnissen der ausgewählten Berechnung wiederherstellen.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann, wenn die Ergebnisse der Subtraktion durch den Subtrahierer 105 den Bereich, in dem sie durch das Ausgangssignal des Subtrahierers dargestellt werden können, überschreiten, ein Berechnungsfehler erzeugt werden, wobei kein korrektes Weißkorrektursignal wiederhergestellt werden kann. Dementsprechend ist gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wie in Fig. 4 gezeigt eine Begrenzungseinrichtung 108 zur Begrenzung der Ergebnisse der Berechnungen durch den Subtrahierer 105 vorgesehen, damit diese nicht die Maximal- und Minimalwerte des Bereichs überschreiten, in denen die Ergebnisse durch das Ausgangssignal des Subtrahierers ausgedrückt werden können.
Falls die Auflösung des Ausgangssignals des in Fig. 3 gezeigten Analog/Digital-Wandlers 101 6 Bit beträgt, ist das Ausgangssignal der Weißsignal-Wiederherstellungsschaltung 106 beispielsweise ein Wert von 0 bis 63. Wie in dem Fall gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann, wenn die Ergebnisse der Weißsignal-Wiederherstellungsschaltung 106 den Bereich, in dem diese durch das Ausgangssignal der Weißsignal-Wiederherstellungsschaltung 106 ausgedrückt werden können, überschreiten, ein Berechnungsfehler erzeugt und keine korrekte Korrektur ausgeführt werden. Dementsprechend ist gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel wie in Fig. 5 gezeigt die Weißsignal- Wiederherstellungsschaltung 106 mit einer Begrenzungseinrichtung 109 zur Begrenzung des Ausgangssignals der Weißsignal- Wiederherstellungsschaltung 106 versehen, damit dieses den vorstehend beschriebenen Bereich nicht überschreitet.
Bei den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen wird, wenn der Korrekturfaktor erzeugt wird, eine Weißreferenz durch die Abtasteinrichtung gelesen, wobei eine Quantisierung innerhalb des Bereichs von an Anschlüssen +Ref und -Ref des Analog/Digital-Wandlers 101 angelegten Spannungen durchgeführt wird. Gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel wird wie in Fig. 6 gezeigt den Spitzenwert einzelner Bilder durch eine automatische Hintergrundsteuerschaltung bzw. ABC-Schaltung 110 konstant beibehalten. Genauer ist der +Ref-Anschluß des Digital/Analog-Wandlers 102 mit dem Ausgangsanschluß der ABC- Schaltung zum Erhalt der Ergebnisse der Analog/Digital-Wandlung verbunden, die dem Spitzenwert des Bildes folgt. Auf diese Weise kann, selbst wenn die Abtasteinrichtung ein Objekt mit einem niedrigeren Reflexionsvermögen als die Weißreferenz aufweist, ein Schwärzen des gesamten Bildes verhindert werden.
Die Bildsignal-Korrekturvorrichtungen gemäß den ersten bis fünften Ausführungsbeispielen können auf einem einzelnen Chip als eine integrierte Halbleiterschaltung ausgebildet werden.
Nachstehend ist eine zur Korrektur eines Dunkelsignals verwendete Vorrichtung beschrieben.
Bei dem Analog/Digital-Wandler müssen zum Erhalt eines Ausgangssignals einer vorbestimmten Bitanzahl Korrekturdaten mit einer Bitanzahl verarbeitet werden, die größer als die vorbestimmte Zahl sind, da aufgrund von Quantisierfehlern, linearen Verzerrungen oder anderen Versetzungen Korrekturfehler erzeugt werden können, die für den Analog/Digital-Wandler eigentümlich sind. Dementsprechend werden die Korrekturdaten durch Verstärkung des analog/digital zu wandelnden Signals durch eine Verstärkereinrichtung und darauffolgend durch eine Analog/Digital-Wandlung des verstärkten Signals erzeugt.
Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild der Vorrichtung. Der Verstärkungsfaktor eines als Verstärkereinrichtung dienenden Verstärkers 215 wird durch ein Steuersignal CONT auf "m" eingestellt, wenn Dunkelsignal-Korrekturdaten erzeugt werden, damit ein Dunkelsignal bei dem Bildsignal aus einer Abtasteinrichtung 51 mit einem als Bildleseeinrichtung dienenden Bildsensor durch einen Verstärkungsfaktor m verstärkt werden kann. Der normale Verstärkungsfaktor des Verstärkers 215 beträgt "1". Ein als Analog/Digital-Wandlereinrichtung dienender N-Bit-Analog/Digital-Wandler 201 wandelt das um den Verstärkungsfaktor m durch den Verstärker 215 verstärkte analoge Dunkelsignal in ein digitales Dunkelsignal um. Ein als Speichereinrichtung dienender Speicher speichert ein durch den Analog/Digital-Wandler 201 gewandeltes digitales Dunkelsignal. Ein als Digital/Analog-Wandlereinrichtung dienender N- Bit-Digital/Analog-Wandler verringert das aus dem Speicher 203 ausgegebene digitale Dunkelsignal um m und wandelt das digitale Signal in ein analoges Signal um. Ein als Subtraktionseinrichtung dienender Subtrahierer 214 subtrahiert das aus dem Digital/Analog-Wandler 212 ausgegebene analoge Dunkelsignal von dem aus der Abtasteinrichtung ausgegebenen Bildsignal. Eine analoge Referenzspannung V1 bestimmt den Minimalwert des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandler 201. Eine analoge Referenzspannung V2 bestimmt den Maximalwert des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers 201.
Bei der in der vorstehend beschriebenen Weise angeordneten Korrekturvorrichtung kann ein Dunkelsignal für jedes der Bits aus der Abtasteinrichtung durch Lesen einer Schwarzreferenz durch eine Abtasteinrichtung oder durch Ausschalten einer Lichtquelle und darauffolgendes Lesen durch die Abtasteinrichtung unter der dunkelsten Bedingung erhalten werden. Bevor das Dunkelsignal für jedes Bit der Abtasteinrichtung in den Speicher 203 gespeichert wird, wird die nachstehend beschriebene Einstellung durchgeführt.
Die analoge Referenzspannung V1 bestimmt den Minimalwert des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers 201, wohingegen die analoge Referenzspannung V2 den Maximalwert des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers 201 bestimmt.
Wenn Dunkelsignal-Korrekturdaten in den Speicher 203 gespeichert werden, wird der Digital/Analog-Wandler 212 derart eingestellt, daß er einen festeingestellten Wert für V1 ausgibt. Der Subtrahierer 214 gibt dasselbe Signal wie das Bildsignal, d.h. wie das Dunkelsignal aus. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 215 ist durch das Steuersignal CONT auf m eingestellt. Falls das Dunkelsignal VN beträgt, gibt der Verstärker ein Signal m x VN aus. Das Ausgangssignal des Verstärkers 215 wird durch den Analog/Digital-Wandler 201 in einen digitalen Wert m x VN umgewandelt. Dieser Wert wird in den Speicher 203 gespeichert.
Wenn durch die Abtasteinrichtung ein Lesen durchgeführt wird, wird ein Bildsignal einschließlich eines Dunkelsignal von der Abtasteinrichtung eingegeben. Ein eingegebenes Bildsignal Vin wird durch Vin = VS + VN ausgedrückt, wobei VS das wirksame Signal ist. Die Dunkelsignal-Korrekturdaten werden aus dem Speicher 203 ausgelesen und darauffolgend in den Digital/Analog-Wandler 212 eingegeben. Da ein Wert (V&sub2; - V&sub1;) x 1/m an den +Ref-Anschluß des Digital/Analog-Wandlers 212 angelegt wird, wird ein Wert VN = m x VN 1/m an den Minusanschluß des Subtrahierers 204 ausgegeben. Bei einem tatsächlichen Lesen durch die Abtasteinrichtung gibt der Subtrahierer 214 eine Wert VS aus. Da der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 215 durch das Steuersignal CONT auf "1" eingestellt ist, beträgt das Ausgangssignal des Verstärkers 24 VS. VS wird durch den Analog/Digital-Wandler 201 zum Erhalt eines von einer dunklen Schattierung freien digitalen Ausgangssignals in einen digitalen Wert umgewandelt.
Wenn eine Korrektur bei einer herkömmlichen Korrekturvorrichtung mit einem N-Bit-Analog/Digital-Wandler digital durchgeführt wird, wird aufgrund von bei der Erzeugung von Korrekturdaten erzeugten Quantisierfehlern oder Verschiebungsfehlern tatsächlich ein Bildsignal mit N/4-Bit aus dem Analog/Digital-Wandler ausgegeben.
Bei einem System, das beispielsweise ein Bildsignal 6-Bit erfordert, sind deshalb ein 8-Bit-Analog/Digital-Wandler und ein digitaler 8-Bit-Subtrahierer erforderlich, wobei ein wirtschaftliches und integriertes System nicht erhalten werden kann.
Bei dieser Vorrichtung können, da der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 215 auf beispielsweise 4 lediglich dann eingestellt ist, wenn die Dunkelsignal-Korrekturdaten gespeichert werden, Korrekturdaten, die als 8-Bit-Daten genau sind, aus einem 6-Bit-Analog/Digital-Wandler erhalten werden. Bei einer tatsächlichen Berechnung werden die Korrekturdaten um den Faktor 4 verringert und durch den Digital/Analog-Wandler 212 in ein analoges Signal umgewandelt, damit eine genaue Kompensation für die dunkle Schattierung erhalten wird.
Somit ist ein 8-Bit-Digital/Analog-Wandler 212 erforderlich. Jedoch kann die Chipfläche der vorstehend beschriebenen Korrekturvorrichtung verringert und die Quantisiergenauigkelt der Analog/Digital- oder Digital/Analog-Umwandlung verbessert werden.
Außerdem verändern sich, da die Dunkelsignal-Korrekturdaten der Abtasteinrichtung in einer tatsächlichen Umgebung erzeugt werden, diese im Laufe der Zeit und sind somit nützlicher als bei dem Verfahren mit dem Festspeicher.
Außerdem beträgt, da das Dunkelsignal eine Bitanzahl aufweist, die geringer als die des effektiven Signals ist, die Bitanzahl des quantisierten Wertes des Dunkelsignals weniger als N. Da ein Wert mit einer Bitanzahl kleiner als N in dem Speicher 203 gespeichert ist, kann Kapazität des Speichers eingespart werden.
Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren zur Korrektur des Dunkelsignals verwendeten Vorrichtung.
Die Vorrichtung unterscheidet sich von der gemäß Fig. 7 hinsichtlich des Verfahrens zur Erzeugung der Dunkelsignal- Korrekturdaten. Genauer werden gemäß der Vorrichtung gemäß Fig. 6 die durch einmalige Abtastung durch die Abtasteinrichtung 51 erhaltenen Dunkelsignaldaten in dem Speicher 203 als Dunkelsignal-Korrekturdaten gespeichert. Jedoch wird bei dieser Vorrichtung die Abtastung durch die Abtasteinrichtung 52 mehrfach ausgeführt. Bei dem ersten Abtastvorgang wird ein Dunkelsignal jedes Bildelements der Abtasteinrichtung 52 in den Speicher 203 geschrieben. Bei dem zweiten Abtastvorgang werden das Ausgangssignal aus dem Speicher 203 und das entsprechende Dunkelsignal jedes Bildelements der Abtasteinrichtung durch einen Addierer 216 addiert und die Ergebnisse der Additionen in den Speicher 203 geschrieben. Danach wird derselbe Vorgang mehrfach wiederholt, wobei die Inhalte des Speichers 203 darauffolgend durch eine Dividiereinrichtung 217 mit demselben Divisor wie die Anzahl der Wiederholungen des Vorgangs zum Erhalt von Dunkelsignal-Korrekturdaten dividiert werden.
Da die durch eine Vielzahl von Abtastvorgängen erhaltenen Dunkelsignal-Korrekturdaten jedes Bildelements der Abtasteinrichtung zum Erhalt deren Durchschnittswerts addiert werden, ist es möglich, korrekte Dunkelsignal-Korrekturdaten zu erhalten, die sonst leicht durch Störungen beeinträchtigt werden, da diese im Vergleich zu dem tatsächlichen Signal einen sehr kleinen Pegel aufweisen. Folglich ist der Störungseinfluß gemildert und kann leicht ein stabiles System entworfen werden.
Hinter dem Addierer 216 kann ein 1/2-Dividiereinrichtung vorgesehen sein. In diesem Fall kann die Dividiereinrichtung 217 entfallen. Außerdem kann die Anzahl der Additionen auf 2N (= 2, 4, 8, 16, ...) eingestellt werden, wobei die Daten in dem Speicher bitweise in eine aufwärts gerichtete Richtung verschoben werden können, wenn sie aus dem Speicher gelesen werden. In diesem Fall kann die Dividiereinrichtung 217 entfallen.
Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 6 und 7 kann die Bildsignal- Korrekturvorrichtung auf einem einzelnen Chip als eine integrierte Halbleiterschaltung ausgebildet werden.
Die Speichergröße kann durch eine Kombination gemäß den ersten bis fünften Ausführungsbeispielen mit den Vorrichtungen gemäß Fig. 6 und 7 verringert werden. Gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel wird diese Eigenschaft verwendet. Das heißt, daß gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein externer Speicher gemeinsam durch sowohl eine Weißsignal-Korrekturvorrichtung als auch eine Dunkelsignal-Korrekturvorrichtung verwendet wird, wobei diese beiden Korrekturvorrichtungen als eine Einheit ausgebildet sind.
Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel einer Bildsignal-Korrekturschaltungsvorrichtung der Erfindung.
Zunächst wird eine Lichtquelle 60 ausgeschaltet und das einen Dunkelpunkt abtastende Ausgangssignal eines Bildsensors 53 über eine automatische Verstärkersteuerschaltung (AGC-Schaltung) in einen Subtrahierer 314 eingegeben. In diesem Fall wird durch den Subtrahierer 314 keine Korrektur durchgeführt, wobei das Ausgangssignal des Subtrahierers 314 durch einen Verstärker 315 um einen Verstärkerfaktor 4 verstärkt und dann in einen 6-Bit-Analog/Digital-Wandler 301 eingegeben wird.
Ein Korrekturdatengenerator 320 erzeugt Daten, die unter Verwendung eines Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers 301 in einem als Speichereinrichtung dienenden 8-Bit-Flip-Flop bzw. 8-Bit-FIFO 303 zu speichern sind. Die erzeugten Korrekturdaten werden in den vier höchstwertigen Bits des FIFO 303 gespeichert.
Darauffolgend wird die Lichtquelle 60 eingeschaltet, wobei das bei Abtastung einer nicht gezeigten Weißreferenz durch den Bildsensor 53 erhaltene Signal über die AGC-Schaltung 321 in den 6-Bit-Analog/Digital-Wandler 301 eingegeben wird. Zu diesem Zeitpunkt wirken der Subtrahierer 314 und der Verstärker 315 nicht auf das Signal ein. Der Korrekturdatengenerator 320 erzeugt Korrekturdaten aus dem analog/digital gewandelten Signal und speichert es an den vier niedrigstwertigen Bits des 8-Bit-FIFO 303. Der Korrekturdatengenerator 320 weist wie gemäß den ersten bis fünften Ausführungsbeispielen einen Subtrahierer und eine Verzögerungsschaltung auf.
Danach wird ein Lesen eines Bildes einer Vorlage durchgeführt. Während dieses Vorgangs verringert es die an den vier höchstwertigen Bits des FIFO 303 gespeicherten Daten einer Störung mit einem festen Muster um einen Faktor 4 und wandelt es dann in ein analoges Signal um. Der Subtrahierer 314 erzeugt eine Differenz zwischen diesem Signal NSL und einem Bildsignal OS.
Ein Schattierungs-Korrekturdatenwiedergewinnungseinrichtung 306 gewinnt Schattierungs-Korrekturdaten aus den in den vier niedrigstwertigen Bits des FIFOs 303 gespeicherten Daten zurück, wobei ein Digital/Analog-Wandler die Schattierungs- Korrekturdaten in ein analoges Signal umwandelt. Das sich ergebende analoge Signal wird an den Analog/Digital-Wandler 301 als Referenzspannung angelegt. Somit wird an einem Ausgangsanschluß 70 ein Bildsignal ausgegeben, an dem eine Korrektur einer Störung mit einem festen Muster und eine Schattierungskorrektur durchgeführt worden ist.
Eine Steuerschaltung und eine ABC-Schaltung 322 steuert den Bildsensor 303 und den FIFO 303. Das ausgegebene Bildsignal wird weiter verarbeitet und dann über eine Übertragungseinrichtung 80 übertragen.
Wie vorstehend beschrieben weist die Bildsignal-Korrekturschaltungsvorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel zwei Korrekturschaltungen und einen gemeinsamen Speicher auf. Eine Abänderung des sechsten Ausführungsbeispiels kann durch Kombination von einem der ersten bis fünften Ausführungsbeispiele mit einem der Vorrichtungen gemäß Fig. 6 und 7 gebildet werden.
Zusammengefaßt wird gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel das Dunkelsignal in dem analogen Bildsignal aus der Bildleseeinrichtung durch die Verstärkereinrichtung um einen Verstärkungsfaktor m verstärkt, wobei das verstärkte analoge Dunkelsignal durch die Analog/Digital-Wandlereinrichtung in ein digitales Dunkelsignal umgewandelt wird. Das sich ergebende digitale Dunkelsignal wird in der Speichereinrichtung gespeichert. Außerdem wird das analoge Bildsignal aus der Leseeinrichtung durch die Analog/Digital-Wandlereinrichtung in ein digitales Signal umgewandelt, wobei das aus der Analog/Digital-Wandlereinrichtung ausgegebene Signal durch die Verzögerungseinrichtung zumindest um ein Bildelement verzögert wird. Die Differenz zwischen dem durch die Verzögerungseinrichtung verzögerten Bildsignal und einem nicht verzögerten Signal aus der Analog/Digital-Wandlereinrichtung wird durch die Subtraktionseinrichtung erhalten. Die durch die Subtraktionseinrichtung erhaltenen Differenzdaten werden in der Speichereinrichtung gespeichert.
Darauffolgend verringert die Digital/Analog-Wandlereinrichtung das aus der Speichereinrichtung ausgelesene digitale Dunkelsignal um einen Faktor m und wandelt es in ein analoges Dunkelsignal um. Die Subtraktionseinrichtung subtrahiert das analoge Dunkelsignal aus der Digital/Analog-Wandlereinrichtung von dem Bildsignal. Diese Schritte werden zur Korrektur eines Bildsignals wiederholt.
Darauffolgend werden die nachstehend beschriebenen Schritte wiederholt. Durch die Additionseinrichtung wird eine Addition der Differenzdaten aus der Speichereinrichtung zum Erhalt des ursprünglichen Signals durchgeführt, aus dem die Differenz durch die Subtraktionseinrichtung erhalten wird. Das Bildsignal aus der Additionseinrichtung wird durch die analoge Wandlereinrichtung in ein analoges Signal umgewandelt, wobei der Quantisierbereich der Wandlereinrichtung entsprechend dem aus der analogen Wandlereinrichtung ausgegebenen analogen Signal verändert wird. Das Bildsignal wird durch eine derartige Wandlereinrichtung in ein digitales Signal umgewandelt.
Ein in dem Hatanaka u.a. erteilten US-Patent US-A-4 461 956 offenbarter verlängerter amorpher Silizium-Bildsensor kann vorzugsweise als erfindungsgemäß verwendeter Bildsensor 53 verwendet werden, da dieser niedrige Kosten und eine hohe Auflösung aufweist.
Wahlweise kann auch ein Bildsensor der Bauart verwendet werden, bei der eine kapazitive Last bei dem Emitter eines bipolaren Transistors vorgesehen ist, damit ein Signal aus dem Emitter mittels der Spannung ausgelesen wird. Ein derartiger Bildsensor ist in dem Ohmi u.a. erteilten US-Patent US-A-4 791 469 und in dem Tanaka u.a. erteilten US-A-4 810 896 offenbart.
Fig. 10 zeigt ein Beispiel für eine Faksimilemaschine mit einer Übertragungsfunktion, die eine eine Sensoreinheit 1100 verwendende Bilddatenverarbeitungseinrichtung ist. Eine Vorlage OR wird zu der Leseposition durch eine als Papiervorschubeinrichtung dienende Papiervorschubwalze 1102 vorgeschoben. Die Vorlage OR wird durch ein Trennteil 1104 von anderen Vorlagen getrennt. Eine Andrückwalze 1106 weißt eine Weißreferenz auf und ist an der Leseposition der Sensoreinheit vorgesehen, damit die zu lesende Oberfläche der Vorlage OR festgehalten wird und die Vorlage OR transportiert wird.
Die erfindungsgemäße Bildsignalkorrekturschaltungsanordnung kann entweder bei der Sensoreinheit 1100 oder einem Systemsteuerungsträgerplatte 1130 vorgesehen sein.
Durch die eine Lichtquelle aufweisende Sensoreinheit gelesene oder aus einer räumlich entfernten Faksimilemaschine übertragene Daten werden auf einem gemäß diesem Beispiel aufgerollten Aufzeichnungsträger P wiedergegeben. Ein Aufzeichnungskopf 110 bildet eine Aufzeichnungseinrichtung zur Bilderzeugung. Bei dem Aufzeichnungskopf 1110 kann es sich um einen thermischen Kopf oder einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf handeln. Der Aufzeichnungskopf 1110 kann eine serielle oder eine Zeilenbauart sein. Eine Andrückwalze 1112 transportiert den Aufzeichnungsträger P zu der Aufzeichnungsposition des Aufzeichnungskopfs 1110 und festgehalten die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers darauf, wo die Aufzeichnung durchgeführt wird.
Bei einem Bedienfeld 1120 sind als Eingabe/Ausgabe-Einrichtungen dienend Schalter und Anzeigeabschnitte zur Anzeige von Mitteilungen oder Zuständen der Vorrichtung auf vorgesehen.
Auf einer als Steuervorrichtung 1130 dienenden Systemsteuertägerplatte 1130 sind eine Steuereinrichtung zur Durchführung verschiedener Steuerungen, eine Ansteuereinrichtung für die photoelektrischen Wandlerelemente, eine Bilddatenverarbeitungseinrichtung und ein Übertragungsabschnitt vorgesehen. Die Bezugszahl 1140 bezeichnet eine Stromquelle der Vorrichtung.
Vorzugsweise werden in den US-Patenten US-A-4 723 129 und US- A-4 740 796 offenbarte Aufzeichnungseinrichtungen als bei der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsvorrichtung verwendeten Aufzeichnungseinrichtungen verwendet. Bei diesen Aufzeichnungsverfahren wird zumindest ein Ansteuersignal im Ansprechen auf Aufzeichnungsdaten an ein elektrothermisches Energiewandlerteil angelegt, das in entgegengesetzter Richtung zu einem Blatt, bei dem eine Flüssigkeit (Tinte) gehalten wird, oder einem Flüssigkeitsdurchgang angeordnet ist, damit das Umwandlungsteil sehr schnell auf eine Temperatur oder höher erhitzt wird, bei der eine Verdampfung auftritt, wodurch bei dem thermoelektrischen Energiewandlerteil eine thermische Energie erzeugt wird. Folglich tritt eine Verdampfung an der hitzewirksamen Oberfläche bei einem Aufzeichnungskopf auf, wobei dadurch ein Bläschen in der Flüssigkeit (Tinte) eineindeutig entsprechend dem Ansteuersignal erzeugt wird. Wenn das Bläschen sich vergrößert und zusammenzieht, wird die Flüssigkeit (Tinte) aus einer Öffnung als zumindest ein Tröpfchen ausgestoßen.
Ein Vollzeilen-Aufzeichnungskopf mit einer der maximalen Breite des Aufzeichnungsträgers entsprechenden Länge, bei der eine Aufzeichnung durch die Aufzeichnungsvorrichtung durchgeführt werden kann, kann ebenfalls erfindungsgemäß verwendet werden. Der Vollzeilen-Aufzeichnungkopf kann entweder einer mit einer Kombination einer Vielzahl von in den vorstehend erwähnten Patentbeschreibungen offenbarten Aufzeichnungsköpfen oder einem als eine Einheit ausgebildeten sein.
Ein austauschbarer Chip-Aufzeichnungskopf, der mit dem Vorrichtungsaufbau elektrisch verbunden oder mit Tinte aus dem Vorrichtungsaufbau versorgt werden kann, wenn er an dem Vorrichtungaufbau befestigt ist, oder ein Patronen-Aufzeichnungskopf, bei dem ein Tintentank mit dem Aufzeichnungskopf als Einheit ausgebildet ist, kann ebenfalls erfindungsgemäß verwendet werden.

Claims

1. Bildsignal-Korrekturschaltungvorrichtung mit

einer Analog/Digital-Wandlereinrichtung (101; 301) zur Umwandlung eines aus einer Bildleseeinrichtung (50; 53; 1100) ausgegebenen analogen Bildsignals in ein digitales Bildsignal,

einer Speichereinrichtung (103; 303) zum Speichern von Korrekturdaten und

Korrektureinrichtungen (102, 106; 302, 306, 314, 315) zur Korrektur des Bildsignals auf der Grundlage der in der Speichereinrichtung (103; 303) gespeicherten Korrekturdaten,

dadurch gekennzeichnet, daß

Korrekturdaten-Erzeugungseinrichtungen (104, 105; 320) zur Erzeugung einer Vielzahl von Differenzdaten vorgesehen sind, wobei jede Differenz aus zwei Bildelementen eines bei Verarbeitung eines Weißreferenzbildsignals erhaltenen digitalen Signals abgeleitet wird, wobei die zwei Bildelemente um zumindest ein einzelnes Bildelement voneinander beabstandet sind,

die Differenzdaten in der Speichereinrichtung (103; 303) als die Korrekturdaten gespeichert sind und

die Korrektureinrichtungen (102, 106; 302, 306, 314, 315) das Signal durch Veränderung eines in die Analog/Digital-Wandlereinrichtung (101; 301) eingegebenen Referenzsignals unter Verwendung entsprechender, in der Speichereinrichtung (103; 303) gespeicherter Korrekturdaten korrigieren.

2. Bildsignal-Korrekturschaltungvorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Korrekturdaten-Erzeugungseinrichtungen (104, 105; 320)

eine Verzögerungsschaltung (104) zur Verzögerung des digitalen Signals aus der Analog/Digital-Wandlereinrichtung (101; 301) um zumindest ein einzelnes Bildelement und

eine Subtraktionseinrichtung (105) zum Erhalt einer Differenz zwischen dem durch die Verzögerungsschaltung (104) verzögerten Signal und dem nicht verzögerten Signal aus der Analog/Digital-Wandlereinrichtung (101; 301) aufweisen.

3. Bildsignal-Korrekturschaltungvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Korrektureinrichtungen (102, 106; 302, 306, 314, 315)

eine Addierereinrichtung, die aus der Speichereinrichtung (103; 303) ausgelesene Korrekturdaten zur Wiederherstellung eines digitalen Korrektursignals summiert, und

eine Digital/Analog-Wandlereinrichtung (102; 302) zur Umwandlung des digitalen Korrektursignals in ein analoges Korrektursignal und zur Eingabe des analogen Korrektursignals in die Analog/Digital-Wandlereinrichtung (101; 301) als das Referenzsignal aufweisen.

4. Bildsignal-Korrekturschaltungvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß

eine Verstärkungseinrichtung (315) zur Verstärkung eines analogen Referenzsignals um einen Verstärkungsfaktor m (m > 1) zur Erzeugung eines verstärkten analogen Referenzsignals vorgesehen ist, und

das verstärkte analoge Referenzsignal durch die Analog/Digital-Wandlereinrichtung (301) in ein weiteres digitales Korrektursignal umgewandelt wird, wobei das weitere digitale Korrektursignal in der Speichereinrichtung (303) als weitere Korrekturdaten gespeichert wird.

5. Bilddatenverarbeitungsvorrichtung mit

einer Bildsignal-Korrekturschaltungvorrichtung nach Anspruch 1,

einer Vorlagen-Halteeinrichtung (1106) zum Halten einer Vorlage (OR), auf der Bilddaten zu einer Leseposition der Bildleseeinrichtung (50; 53; 1100) gebracht werden, und

einer Aufzeichnungseinrichtung (1110) zur Aufzeichnung der durch die Bildleseeinrichtung (50; 53; 1100) gelesenen Bilddaten.

6. Bilddatenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung (1110) einen Aufzeichnungskopf zur Aufzeichnung durch Tintenausstoß unter Verwendung von Wärmeenergie aufweist.